CN101708539B - 多元冷硬铸铁抗磨辊圈的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多元冷硬铸铁抗磨辊圈的制造方法，属于铸铁合金材料及其铸件的制造工艺技术领域。该方法是按材料化学成分以重量百分含量计为：C2.4～3.6％，Si0.5～1.6％，Mn0.3～0.9％，Cr0.8～2.0％，Ni0.2～0.8％，Nb0.03～0.16％，N0.005～0.02％，Ce 0.05～0.3％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量，进行配料；熔炼后采用离心浇注，开浇时模温为160～320℃，铸铁铁液温度为1280～1450℃；在200～750℃将辊圈脱模，然后放入缓冷坑或埋入干砂中缓冷，24小时后取出。本发明大幅度改善了冷硬铸铁的组织和性能，在提高抗磨性能的同时，解决了普通冷硬铸铁辊圈使用开裂的问题，提高了其使用寿命；该辊圈适合用于制砖行业中砂石土、煤矸石等硬质原料的粉碎或破碎。
Description
技术领域
本发明涉及一种多元冷硬铸铁抗磨辊圈的制造方法，属特种性能铸铁合金材料及其铸件的制造工艺技术领域。
背景技术
用于砂石和煤矸石等较硬固体块料破碎或粉碎的机械设备双辊式粉碎机上的辊圈是一个重要部件，直接影响了破碎效率和质量。该辊圈的材料要求具有高抗磨性、低内应力、一定的强韧性，并具有较高的使用寿命和性价比。
目前双辊式粉碎机上的辊圈主要材质有高铬铸铁与球墨铸铁离心铸造复合辊圈(中国专利ZL94100942.4和中国专利ZL 200610117306.0)、中铬铸铁与球墨铸铁离心铸造复合辊圈(ZL 200610117305.6)、中锰球铁辊圈和普通冷硬铸铁辊圈。高铬及中铬离心铸造复合辊圈性能优异，但是合金加入量高、生产工艺复杂、热处理周期长、产品成本高，虽然在一些大型企业广泛使用，但是对于中小型企业不太适合。中锰球铁辊圈和普通冷硬铸铁辊圈质量稳定性差，强韧性低，很难满足使用要求。因此，需要开发一种性能价格比合适的新型辊圈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好抗磨性和较优性能价格比的抗磨辊圈的制造工艺方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种多元冷硬铸铁抗磨辊圈的制造方法，其特征在于该方法具有以下的工艺过程和步骤：
a.配料：按多元冷硬铸铁抗磨辊圈的材料化学成分以重量百分含量计为：C2.4～3.6％，Si0.5～1.6％，Mn0.3～0.9％，Cr0.8～2.0％，Ni0.2～0.8％，Nb0.03～0.16％，N0.005～0.02％，Ce0.05～0.3％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量，进行配料；
b.离心浇注：用中频感应炉、电弧炉或冲天炉熔炼后，采用离心浇注，开浇时模温为160～320℃，铸铁铁液温度为1280～1450℃；待铸铁铁液完全凝固后停机；
c.脱模：在200～750℃将步骤b得到的辊圈脱模，然后放入缓冷坑或埋入干砂中缓冷，24小时后取出。
上述制造方法中，步骤c中在300～500℃进行辊圈脱模。
本发明方法的特点是：
a.采用低成本的冷硬铸铁，使生产成本大幅度降低。
b.在冷硬铸铁的基础上，加入微量Nb、N、稀土，利用上述三种微量元素的交互作用，大幅度改善了冷硬铸铁的组织和性能，在提高抗磨性能的同时，解决了普通冷硬铸铁辊圈使用开裂的问题，提高了其使用寿命。
c.采用离心铸造方法，通过金属模的激冷作用，获得高硬度的表层组织；通过离心力提高辊圈的致密性，进一步改善了冷硬铸铁的组织和性能，提高了其使用寿命。
d.通过缓冷降低辊圈热应力。
本发明方法解决了辊圈高抗磨性、高强韧性和低成本的矛盾。在我国砖瓦行业中该辊圈可用于砂石粉碎加工，且能保证砖瓦质量，同时提高了工艺装备的制造水平。
具体实施方式
现将本发明的实施例叙述于后。
实施例1
本实施例中，制造的对辊辊圈尺寸为：外径700mm，宽度500mm，厚度70mm。
本实施例的多元冷硬铸铁抗磨辊圈制造方法的步骤如下：
(1)配料：按多元冷硬铸铁抗磨辊圈的材料化学成分以重量百分含量计为：C3.0％，Si0.9％，Mn0.6％，Cr1.6％，Ni0.4％，Nb0.05％，N0.008％，稀土Ce 0.1％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量，进行配料，每炉生产一个辊圈，炉料重560公斤。
(2)离心浇注：用感应电炉熔炼上述成分的铁液；采用离心浇注，开浇时模温为220℃，铁液的开浇温度为1322℃；待铁液完全凝固后停机。
(3)脱模：在辊圈内侧温度500℃时将辊圈脱模，然后埋入干砂中缓冷。24小时后取出。最终制得多元冷硬铸铁抗磨辊圈。
多元冷硬铸铁抗磨辊圈经过实际测量，其表面硬度为HRC56，单铸试棒力学性能为：冲击韧性αk9.6J/cm2，抗弯强度σbb787MPa。实际成本和使用表明，生产成本比普通冷硬铸铁辊圈高9％，比高铬铸铁与球墨铸铁离心铸造复合辊圈低60％；使用寿命比普通冷硬铸铁辊圈提高40％，比高铬铸铁与球墨铸铁离心铸造复合辊圈低50％。
Claims (2)
1.一种多元冷硬铸铁抗磨辊圈的制造方法，其特征在于该方法具有以下的工艺过程和步骤：
a.配料：按多元冷硬铸铁抗磨辊圈的材料化学成分以重量百分含量计为：C2.4～3.6％，Si0.5～1.6％，Mn0.3～0.9％，Cr0.8～2.0％，Ni0.2～0.8％，Nb0.03～0.16％，N0.005～0.02％，Ce0.05～0.3％，P≤0.1％，S≤0.06％，Fe余量，进行配料；
b.离心浇注：用中频感应炉、电弧炉或冲天炉熔炼后，采用离心浇注，开浇时模温为160～320℃，铸铁铁液温度为1280～1450℃；待铸铁铁液完全凝固后停机；
c.脱模：在200～750℃将步骤b得到的辊圈脱模，然后放入缓冷坑或埋入干砂中缓冷，24小时后取出。
2.按权利要求1所述的制造方法，其特征在于在300～500℃进行辊圈脱模。
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